Взаимосвязь нервной, иммунной, эндокринной систем и факторов питания в регуляции резистентности и продуктивности животных

Взаимосвязь нервной, иммунной, эндокринной систем и факторов питания в регуляции резистентности и продуктивности животных

Автор: Галочкин В.А., Остренко К.С., Галочкина В.П., Федорова Л.М.

Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology

Рубрика: Обзоры, проблемы

Статья в выпуске: 4 т.53, 2018 года.

Бесплатный доступ

При промышленном содержании, приводящем к сильным стрессовым воздействиям, доля поголовья со вторичными иммунодефицитами достигает 80 %. Цель настоящего обзора - привлечение внимания к необходимости учета межсистемных связей, существенных для регуляции метаболизма и формирования здоровья и продуктивности животных. Основные разделы статьи посвящены описанию взаимосвязи иммунитета, нейроэндокринной регуляции и питания животных. От типа нервной системы животного зависит секреция стрессорных гормонов и степень ингибирования иммунного ответа. Количественно и качественно неполноценное питание оказывает негативное воздействие на проявление иммунных реакций, включая гуморальный и клеточный иммунитет, синтез цитокинов и плазматических иммунорецепторов (В.И. Фисинин с соавт., 2013; В.А. Галочкин с соавт., 2013; Y. Zhang с соавт., 2014; J.D. Ashwell с соавт., 2000; S. Cunningham-Rundles с соавт., 2005; V. Abhyankar с соавт., 2018; A. Haghikia с соавт., 2015; R.H. Oakley с соавт., 2013)...

Еще

Продуктивные животные, иммунитет, нервная и эндокринная регуляция, неспецифическая резистентность, здоровье, продуктивность

Короткий адрес: https://sciup.org/142216606

IDR: 142216606   |   DOI: 10.15389/agrobiology.2018.4.673rus

Список литературы Взаимосвязь нервной, иммунной, эндокринной систем и факторов питания в регуляции резистентности и продуктивности животных

  • Порываева А.П., Красноперов А.С., Верещак Н.А., Ваганова Л.С. Значение циркулирующих иммунных комплексов для оценки популяционного здоровья крупного рогатого скота в зоне с напряженной экологической обстановкой. Проблемы ветеринарной санитарии, гигиены, экологии, 2017, 2: 83-87.
  • Барашкин М. И. Влияние различных факторов на иммунную систему крупного рогатого скота при промышленных технологиях содержания. Аграрный вестник Урала, 2015, 2: 113-119.
  • Ribatti D. Peter Brian Medawar and the discovery of acquired immunological tolerance. Immunol. Lett., 2015, 167(2): 63-66 ( ) DOI: 10.1016/j.imlet.2015.07.004
  • Kalisch R., Müller M.B., Tüscher O. A conceptual framework for the neurobiological study of resilience. Behav.Brain Sci., 2015, 38(92): 1-79 ( ) DOI: 10.1017/S0140525X1400082X
  • Hommers L., Raab A., Bohl A., Weber H., Scholz C.J., Erhardt A., Binder E., Arolt V., Gerlach A., Gloster A., Kalisch R., Kircher T., Lonsdorf T., Ströhle A., Zwanzger P., Mattheisen M., Cichon S., Lesch K.P., Domschke K., Reif A., Lohse M.J., Deckert J. MicroRNA hsa-miR-4717-5p regulates RGS2 and may be a risk factor for anxiety-related traits. Am. J. Med. Genet. Part B, 2015, 168(4): 296-306. ( ) DOI: 10.1002/ajmg.b.32312
  • Del Rey A., Besedovsky H.O. Immune-neuro-endocrine reflexes, circuits, and networks: physiologic and evolutionary implications. In: Endocrine immunology/W. Savino, F. Guaraldi (eds.). Front Horm Res. Basel, Karger, 2017, V. 48:1-18 ( ) DOI: 10.1159/000452902
  • Panda S., Ding J.L. Natural antibodies bridge innate and adaptive immunity. J. Immunol., 2015, 194(1): 13-20 ( ) DOI: 10.4049/jimmunol.1400844
  • Cardamone C., Parente R., Feo G.D., Triggiani M. Mast cells as effector cells of innate immunity and regulators of adaptive immunity. Immunol. Lett., 2016, 178: 10-14 ( ) DOI: 10.1016/j.imlet.2016.07.003
  • Comrie W.A., Lenardo M.J. Molecular classification of primary immunodeficiencies of T lymphocytes. Adv. Immunol., 2018, 138: 99-193 ( ) DOI: 10.1016/bs.ai.2018.02.003
  • Dunkelberger J.R., Song W.C. Complement and its role in innate and adaptive immune responses. Cell Res., 2010, 20(1): 34-50 ( ) DOI: 10.1038/cr.2009.139
  • Сурай П., Фисинин В.И. Современные методы борьбы со стрессами в птицеводстве: от антиоксидантов к витагенам. Сельскохозяйственная биология, 2012, 4: 3-13 ( ) DOI: 10.15389/agrobiology.2012.4.3rus
  • Abhyankar V., Bland P., Fernandes G. The role of systems biologic approach in cell signaling and drug development responses -a mini review. Med. Sci., 2018, 6(2): 1-9 ( ) DOI: 10.3390/medsci6020043
  • Фисинин В.И., Сурай П. Иммунитет в современном животноводстве и птицеводстве: от теории к практике иммуномодуляции. Птицеводство, 2013, 5: 4-10.
  • Goldstein D.S., McEwen B. Allostasis, homeostats, and the nature of Stress. Stress, 2002, 5(1): 55-58 ( ) DOI: 10.1080/102538902900012345
  • Галочкин В.А., Черепанов Г.Г. Неспецифическая резистентность продуктивных животных: трудности идентификации, проблемы, пути решения. Проблемы биологии продуктивных животных, 2013, 1: 5-29.
  • Cunningham-Rundles S., McNeeley D.F., Moon A. Mechanisms of nutrient modulation of the immune response. J. Allergy Clin. Immunol., 2005, 115(6): 1119-1128 ( ) DOI: 10.1016/j.jaci.2005.04.036
  • Галочкин В.А., Галочкина В.П., Остренко К.С. Разработка теоретических основ и создание антистрессовых препаратов нового поколения. Сельскохозяйственная биология, 2009, 2: 43-55.
  • Sinha N., Dabla P.K. Oxidative stress and antioxidants in hypertension -a current review. Curr. Hypertens. Rev., 2015, 11(2): 132-142 ( ) DOI: 10.2174/1573402111666150529130922
  • Lushchak V.I. Free radicals, reactive oxygen species, oxidative stress and its classification. Chemico-Biological Interactions, 2014, 224: 164-175 ( ) DOI: 10.1016/j.cbi.2014.10.016
  • Jones D.P. Redefining oxidative stress. Antioxidants & Redox Signaling, 2006, 8: 1865-1879 ( ) DOI: 10.1089/ars.2006.8.1865
  • Jones D.P. Radical-free biology of oxidative stress. American Journal of Physiology-Cell Physiology, 2008, 295(4): C849-C868 ( ) DOI: 10.1152/ajpcell.00283.2008
  • Остренко К.С., Галочкина В.П., Галочкин В.А. Применение аскорбата лития для регуляции липидно-холестеролового обмена и системы редукции глутатиона у супоросных свиноматок. Ukrainian Journal of Ecology, 2018, 8(2): 59-66.
  • Belda X., Fuentes S., Daviu N., Nadal R., Armario A. Stress-induced sensitization: the hypothalamic-pituitary-adrenal axis and beyond. Stress, 2015, 18(3): 269-279 ( ) DOI: 10.3109/10253890.2015.1067678
  • Zhao X.-J., Zhao Z., Yang D.-D., Cao L.-L., Zhang L., Ji J., Gu J., Huang J.-Y., Sun X.-L. Activation of ATP-sensitive potassium channel by iptakalim normalizes stress-induced HPA axis disorder and depressive behaviour by alleviating inflammation and oxidative stress in mouse hypothalamus. Brain Res. Bull., 2017, 130: 146-155 ( ) DOI: 10.1016/j.brainresbull.2017.01.026
  • Picard M., McManus M.J., Gray J.D., Nasca C., Moffat C., Kopinski P.K., Seifert E.L., McEwen B.S., Wallace D.C. Mitochondrial functions modulate neuroendocrine, metabolic, inflammatory, and transcriptional responses to acute psychological stress. PNAS USA, 2015, 112(48): 6614-6623 ( ) DOI: 10.1073/pnas.1515733112
  • Lemos J.C., Wanat M.J., Smith J.S., Reyes B.A., Hollon N.G., Van Bockstaele E.J., Chavkin C., Phillips P.E. Severe stress switches CRF action in the nucleus accumbens from appetitive to aversive. Nature, 2012, 490: 402-406 ( ) DOI: 10.1038/nature11436
  • Brindley R.L., Bauer M.B., Walker L.A., Quinlan M.A., Carneiro A.M.D., Sze J.Y., Blakely R.D., Currie K.P.M. Adrenal serotonin derives from accumulation by the antidepressant-sensitive serotonin transporter. Pharmacol. Res., 2018, pii: S1043-6618(18)30429-8 (in press) ( ) DOI: 10.1016/j.phrs.2018.06.008
  • Madalena K.M., Lerch J.K. The effect of glucocorticoid and glucocorticoid receptor interactions on brain, spinal cord, and glial cell plasticity. Neural Plasticity, 2017, 2017: Article ID 8640970 ( ) DOI: 10.1155/2017/8640970
  • Ashwell J.D., Lu F.W., Vacchio M.S. Glucocorticoids in T cell development and function. Annu. Rev. Immunol., 2000, 18(1): 309-345 ( ) DOI: 10.1146/annurev.immunol.18.1.309
  • Löwenberg M., Stahn C., Hommes D.W., Buttgereit F. Novel insights into mechanisms of glucocorticoid action and the development of new glucocorticoid receptor ligands. Steroids, 2008, 73(9-10): 1025-1029 ( ) DOI: 10.1016/j.steroids.2007.12.002
  • Reeves J.W., Fisher A.J., Newman M.G., Granger D.A. Sympathetic and hypothalamic-pituitary-adrenal asymmetry in generalized anxiety disorder. Psychophysiology, 2016, 53(6): 951-977 ( ) DOI: 10.1111/psyp.12634
  • Gil-Lozano M., Romaní-Pérez M., Outeiriño-Iglesias V., Vigo E., González-Matías L.C., Brubaker P.L., Mallo F. Corticotropin-releasing hormone and the sympathoadrenal system are major mediators in the effects of peripherally administered exendin-4 on the hypothalamic-pituitary-adrenal axis of male rats. Endocrinology, 2014, 155(7): 2511-2523 ( ) DOI: 10.1210/en.2013-1718
  • Oakley R.H., Cidlowski J.A. The biology of the glucocorticoid receptor: new signaling mechanisms in health and disease. J. Allergy Clin. Immunol., 2013, 132(5): 1033-1044 ( ) DOI: 10.1016/j.jaci.2013.09.007
  • Blalock J.E. The syntax of immune-neuroendocrine communication. Immunology Today, 1994, 15(11): 504-511 ( ) DOI: 10.1016/0167-5699(94)90205-4
  • Edwards K.M., Morris N.B. Who’s the boss: determining the control pathways of cardiovascular and cellular immune responses to acute stress. Adv. Physiol. Educ., 2018, 42(2): 374-379 ( ) DOI: 10.1152/advan.00087.2017
  • Zhang J.Y. Liu T.H., He Y., Pan H.Q., Zhang W.H., Yin X.P., Tian X.L., Li B.M., Wang X.D., Holmes A., Yuan T.F., Pan B.X. Chronic stress remodels synapses in an amygdala circuit-specific manner. Biol. Psychiatry, 2018, pii: S0006-3223(18)31633-0 ( ) DOI: 10.1016/j.biopsych.2018.06.019
  • Curley K.O. Jr., Neuendorff D.A., Lewis A.W., Cleere J.J., Welsh T.H., Randel R.D. Functional characteristics of the bovine hypothalamic-pituitary-adrenal axis vary with temperament. Hormones and Behavior, 2008, 53(1): 20-27 ( ) DOI: 10.1016/j.yhbeh.2007.08.005
  • Ramos R., Llabrés V., Monclús L., López-Béjar M., González-Solís J. Costs of breeding are rapidly buffered and do not affect migratory behavior in a long-lived bird species. Ecology, 2018, 0(0): Epub ahead of print ( ) DOI: 10.1002/ecy.2435
  • Avitsur R., Padgett D.A., Sheridan J.F. Social interactions, stress, and immunity. Neurologic Clinics, 2006, 24(3): 483-491 ( ) DOI: 10.1016/j.ncl.2006.03.005
  • Guzmán D.A., Lèche A., Contarde C.B., Nazar F.N., Marin R.H. Adrenocortical responses in Japanese quail classified by their permanence in proximity to either low or high density of conspecifics. Poultry Sci., 2018, 0: pey269-pey269 ( ) DOI: 10.3382/ps/pey269
  • Larauche M., Mulak A., Yuan P., Kanauchi O., Taché Y. Stress-induced visceral analgesia assessed non-invasively in rats is enhanced by prebiotic diet. World J. Gastroenterol., 2012, 18(3): 225-236 ( ) DOI: 10.3748/wjg.v18.i3.225
  • Savignac H.M., Kiely B., Dinan T.G., Cryan J.F. Bifidobacteria exert strain-specific effects on stress-related behavior and physiology in BALB/c mice. Neurogastroenterol Motil., 2014, 26(11): 1615-1627 ( ) DOI: 10.1111/nmo.12427
  • Savignac H.M., Tramullas M., Kiely B. Bifidobacteria modulate cognitive processes in an anxious mouse strain. Behav. Brain Res., 2015, 287: 59-72 ( ) DOI: 10.1016/j.bbr.2015.02.044
  • Zhang Y., Zhang Y., Gu W., He L., Sun B. Th1/Th2 cell’s function in immune system. In: T helper cell differentiation and their function. Advances in experimental medicine and biology/B. Sun (ed.). Springer, Dordrecht, 2014, V. 841: 45-65 ( ) DOI: 10.1007/978-94-017-9487-9_3
  • Jolly C.A., Fernandes G. Protein-energy malnutrition and infectious disease. In: Nutrition and immunology: principles and practice/M.E. Gershwin, J.B. German, C.L. Keen (eds.). Humana Press, Totowa, NJ, 2000: 195-202 ( ) DOI: 10.1007/978-1-59259-709-3_16
  • Bourke C.D., Berkley J.A., Prendergast A.J. Immune dysfunction as a cause and consequence of malnutrition. Trends Immunol., 2016, 37(6): 386-398 ( ) DOI: 10.1016/j.it.2016.04.003
  • O’Shea M., Bassaganya-Riera J., Mohede I.C. Immunomodulatory properties of conjugated linoleic acid. Am. J. Clin. Nutr., 2004, 79(6): 1199S-1206S ( ) DOI: 10.1093/ajcn/79.6.1199S
  • Yaqoob P., Calder P.C. Fatty acids and immune function: new insights into mechanisms. Brit. J. Nutr., 2007, 98(S1): S41-S45 ( ) DOI: 10.1017/S0007114507832995
  • Miles E.A., Calder P.C. Fatty acids, lipid emulsions and the immune and inflammatory systems. In: Intravenous lipid emulsions. World review of nutrition and dietetics/P.C. Calder, D.L. Waitzberg, B. Koletzko (eds). Basel, Karger, 2015, V. 112: 17-30 ( ) DOI: 10.1159/000365426
  • Haghikia A., Jörg S., Duscha A., Berg J., Manzel A., Waschbisch A., Hammer A., Lee D.H., May C., Wilck N., Balogh A., Ostermann A.I., Schebb N.H., Akkad D.A., Grohme D.A., Kleinewietfeld M., Kempa S., Thöne J., Demir S., Müller D.N., Gold R., Linker R.A. Dietary fatty acids directly impact central nervous system autoImmunity via the small intestine. Immunity, 2015, 43(4): 817-829 ( ) DOI: 10.1016/j.immuni.2015.09.007
  • Richter F.C., Obba S., Simon A.K. Local exchange of metabolites shapes immunity. Immunology, 2018, 0(0): Epub ahead of print ( ) DOI: 10.1111/imm.12978
  • Lo H.M., Wang S.W., Chen C.L., Wu P.H., Wu W.B. Effects of all-trans retinoic acid, retinol, and β-carotene on murine macrophage activity. Food Funct., 2014, 5(1): 140-148 ( ) DOI: 10.1039/C3FO60309A
  • Spinas E., Saggini A., Kritas S.K., Cerulli G., Caraffa A., Antinolfi P., Pantalone A., Frydas A., Tei M., Speziali A., Saggini R., Pandolfi F., Conti P. Can vitamin A mediate immunity and inflammation? J. Biol. Reg. Homeos. Ag., 2015, 29(1): 1-6.
  • Sutton A.L., MacDonald P.N. Vitamin D: more than a "bone-a-fide" hormone. Mol. Endocrinol., 2003, 17(5): 777-791 ( ) DOI: 10.1210/me.2002-0363
  • Sorice A., Guerriero E., Capone F., Colonna G., Castello G., Costantini S. Ascorbic acid: its role in immune system and chronic inflammation diseases. Mini-Reviews in Medicinal Chemistry, 2014, 14(5): 444-452 ( ) DOI: 10.2174/1389557514666140428112602
  • Berzina N., Markovs J., Dizhbite T., Apsite M., Vasilyeva S., Basova N., Smirnova G., Isajevs S. Oxidative stress and innate immunity status in chickens exposed to high dose of ascorbic acid. Cell Biochem. Funct., 2013, 31(7): 551-559 ( ) DOI: 10.1002/cbf.2934
  • Krueger L.A., Beitz D.C., Onda K., Osman M., O'Neil M.R., Lei S., Wattoo F.H., Stuart R.L., Tyler H.D., Nonnecke B. Effects of D-a-tocopherol and dietary energy on growth and health of preruminant dairy calves. J. Dairy Sci., 2014, 97(6): 3715-3727 ( ) DOI: 10.3168/jds.2013-7315
  • Sitrin J., Ring A., Garcia K.C., Benoist C., Mathis D. Regulatory T cells control NK cells in an insulitic lesion by depriving them of IL-2. J. Exp. Med., 2013, 210(6): 1153-1165 ( ) DOI: 10.1084/jem.20122248
  • El-Kannishy G., Arafa M., Abdelaal I., Elarman M., El-Mahdy R. Persistent oxidative stress in patients with chronic active hepatitis-C infection after antiviral therapy failure. Saudi J. Gastroenterol., 2012, 18(6): 375-379 ( ) DOI: 10.4103/1319-3767.103429
  • Reddy K.K., Ravinder T., Kanjilal S. Synthesis and evaluation of antioxidant and antifungal activities of novel ricinoleate-based lipoconjugates of phenolic acids. Food Chem., 2012, 134(4): 2201-2207 ( ) DOI: 10.1016/j.foodchem.2012.04.046
  • Cheng C.H., Chang S.J., Lee B.J., Lin K.L., Huang Y.C. Vitamin B6 supplementation increases immune responses in critically ill patients. Eur. J. Clin. Nutr., 2006, 60(10): 1207-1213 ( ) DOI: 10.1038/sj.ejcn.1602439
  • Ströhle A., Bohn T. Folate and prevention of neural tube defects: new insights from a Bayesian model. Int. J. Vitam. Nutr. Res., 2015, 85(3-4): 109-111 ( ) DOI: 10.1024/0300-9831/a000229
  • Ströhle A., Wolters M., Hahn A. Safety of folic acid. Med. Monatsschr. Pharm., 2015, 38(8): 297-306.
  • Галочкин В.А., Галочкина В.П. Метаболические трансформации селена и биологическая функция селенопирана. Проблемы биологии продуктивных животных, 2008, 4: 3-20.
  • Галочкин В.А., Черепанов Г.Г. Неспецифическая резистентность продуктивных животных: трудности идентификации, проблемы, пути решения. Проблемы биологии продуктивных животных, 2013, 1: 5-29.
  • Галочкин В.А., Агафонова А.В., Галочкина В.П., Черепанов Г.Г. Метаболические и регуляторные функции пероксисом. Проблемы биологии продуктивных животных, 2015, 1: 5-24.
  • Prasad A.S. Zinc in human health: effect of zinc on immune cells. Mol. Med., 2008, 14(5-6): 353-357 ( ) DOI: 10.2119/2008-00033.Prasad
  • Ibs K.H., Rink L. Zinc-altered immune function. J. Nutr., 2003, 133(5): 1452S-1456S ( ) DOI: 10.1093/jn/133.5.1452S
  • van Eijk L.T., Heemskerk S., van der Pluijm R.W., van Wijk S.M., Peters W.H., van der Hoeven J.G., Kox M., Swinkels D.W., Pickkers P. The effect of iron loading and iron chelation on the innate immune response and subclinical organ injury during human endotoxemia: a randomized trial. Haematologica, 2014, 99(3): 579-587 ( ) DOI: 10.3324/haematol.2013.088047
  • Khoshfetrat M.R., Mohammadi F., Mortazavi S., Rashidi A., Neyestani T., Kalantari N., Esmaillzadeh A. The effect of iron-vitamin C co-supplementation on biomarkers of oxidative stress in iron-deficient female youth. Biol. Trace Elem. Res., 2013, 153(1-3): 171-177 ( ) DOI: 10.1007/s12011-013-9695-7
  • Parveen N., Ahmad S., Shadab G.G. Iron induced genotoxicity: attenuation by vitamin C and its optimization. Interdiscip. Toxicol., 2014, 7(3): 154-158 ( ) DOI: 10.2478/intox-2014-0021
  • Beard J.L. Iron biology in immune function, muscle metabolism and neuronal functioning. J. Nutr., 2001, 131(2): 568S-579S ( ) DOI: 10.1093/jn/131.2.568S
  • Percival S.S. Copper and immunity. Am. J. Clin. Nutr., 1998, 67(5): 1064S-1068S ( ) DOI: 10.1093/ajcn/67.5.1064S
  • Bonham M., O’Connor J.M., Hannigan B.M., Strain J.J. The immune system as a physiological indicator of marginal copper status? Br. J. Nutr., 2002, 87(5): 393-403 ( ) DOI: 10.1079/BJNBJN20020558
  • de Vrese M., Schrezenmeir J. Probiotics, prebiotics, and synbiotics. In: Food biotechnology. Advances in biochemical engineering/biotechnology. V. 111/U. Stahl, U.E. Donalies, E. Nevoigt (eds.). Springer, Berlin, Heidelberg, 2008: 1-66 ( ) DOI: 10.1007/10_2008_097
  • Ruemmele F.M., Bier D., Marteau P., Rechkemmer G., Bourdet-Sicard R., Walker W.A., Goulet O. Clinical evidence for immunomodulatory effects of probiotic bacteria. J. Pediatr. Gastr. Nutr., 2009, 48(2): 126-141 ( ) DOI: 10.1097/MPG.0b013e31817d80ca
  • Dowling D.J., Levy O. Ontogeny of early life immunity. Trends Immunol., 2014, 35(7): 299-310 ( ) DOI: 10.1016/j.it.2014.04.007
Еще
Статья обзорная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp